自动控制原理(黄家英)-6
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自动控制原理第六版答案自动控制原理是现代控制理论的基础,对于工程技术人员来说,掌握自动控制原理是非常重要的。
本文将针对自动控制原理第六版的相关问题进行解答,希望能够帮助大家更好地理解和应用这一理论。
1. 什么是自动控制原理?自动控制原理是研究如何通过控制系统使被控对象按照既定的要求或规律进行运动或变化的科学。
它是一门综合性的学科,涉及到控制系统的建模、分析与设计等方面。
自动控制原理的研究对象包括连续系统和离散系统,广泛应用于工业生产、航天航空、交通运输等领域。
2. 自动控制原理的基本原理是什么?自动控制原理的基本原理包括反馈原理、稳定性原理、校正原理和优化原理。
其中,反馈原理是自动控制原理的核心,它通过对被控对象的输出信号进行检测并与输入信号进行比较,从而实现对被控对象的控制。
稳定性原理是指控制系统在一定条件下能够保持稳定运行的特性,校正原理是指控制系统能够对外部干扰进行自动校正,优化原理是指控制系统能够在一定条件下实现最优控制。
3. 自动控制原理的应用领域有哪些?自动控制原理广泛应用于工业自动化、航天航空、交通运输、电力系统、生物医药等领域。
在工业自动化中,自动控制原理被应用于生产线的控制、机器人的控制、传感器和执行器的控制等方面;在航天航空领域,自动控制原理被应用于飞行器的姿态控制、发动机控制等方面;在交通运输领域,自动控制原理被应用于交通信号控制、车辆自动驾驶等方面;在电力系统领域,自动控制原理被应用于电网的稳定控制、发电机的调速控制等方面;在生物医药领域,自动控制原理被应用于医疗设备的控制、生物反应过程的控制等方面。
4. 自动控制原理的未来发展趋势是什么?随着科学技术的不断发展,自动控制原理将会朝着智能化、网络化、集成化、模块化的方向发展。
智能化是指控制系统将会具备更强的智能化和自学习能力,能够适应复杂多变的环境;网络化是指控制系统将会更加注重信息的共享和交互,实现远程监控和控制;集成化是指控制系统将会更加注重各个子系统之间的集成和协同工作;模块化是指控制系统将会更加注重系统的模块化设计和组合。
“自动控制原理”课程教学中的几个关键问题摘要:本文探讨了经典控制理论和基于状态空间的现代控制理论融合讲授和分开讲授的两种教学体系及其优缺点。
提出在已有状态空间分析与设计方法的基础上,应该将一些在工程中已经成功应用的现代控制方法,引进现代控制教学内容,探讨控制理论的工程化教学方法。
根据自动控制理论的发展,梳理精简了教学内容。
探讨根据不同专业、不同类型大学的学生编写教材的方法以及增加学生阅读兴趣的教材设计方法。
关键词:自动控制原理;教学改革;教学体系;教学方法;教材建设一、“自动控制原理”教学内容的体系“自动控制原理”大部分教材主要介绍以传递函数、频率特性等为数学模型的所谓“经典控制理论”和以状态方程为数学模型的所谓“现代控制理论”。
目前已有教材基本上分为两种体系:1、经典控制理论和状态空间理论融合“经典控制理论”和“现代控制理论”实际上是交替发展的,早期的著作也不是分开介绍的。
例如,钱学森的《工程控制论》。
蔡尚峰于1980年、黄家英于1991编著的《自动控制原理》也进行了一定的融合。
本文作者2001年编著的《自动控制原理》力图以系统的观点和统一的框架介绍经典与现代控制理论、连续与离散控制理论、线性与非线性系统理论,揭示各种系统的内在联系。
将“经典控制理论”和“现代控制理论”融合讲授体系的优点是按照自动控制理论本身的内在联系展开的,逐步展示控制理论各种方法,能够训练学生学会从系统的角度、全局的高度来思考问题,使学生掌握控制理论的实质,掌握这种系统分析和研究问题的方法。
这种能力正是自动化类学生的核心竞争力,是自动化类学生相比较其他专业学生的最大优势所在。
这种融合讲授方法的缺点是刚开始就接触多种数学模型,要比较多的学时才能够完整掌握控制系统的稳定性、暂态性能、稳态性能等分析,对控制理论分析才有一个完整的认识。
2、经典控制理论和状态空间理论分开这种讲授方法是按照自动控制理论不同的分析与设计方法进行介绍,按照先“经典”,后“现代”:先连续系统,后离散系统;先线性系统,后非线性系统的顺序进行介绍。
2016-871自动控制原理复习大纲(相对15的,红色为增加的,黄色为删除的)教材:高等教育出版社《自动控制原理》(第二版),上下册,作者黄家英。
第一章:绪论知识点:自动控制的有关名词术语;控制系统的类型;基本控制方式:开环、闭环(反馈)控制、复合控制;自动控制的性能要求:稳、快、准及最优化;典型输入信号。
基本要求:掌握反馈控制的基本原理;根据系统工作原理图能够绘制系统原理方块图,掌握典型输入信号。
第二章:线性控制系统的数学描述知识点:输入输出数学模型的分类及建立方法;传递函数的定义及性质;利用拉氏变换法解微分方程的方法;运动模态的概念;典型环节的传递函数;结构图的化简方法;应用梅逊公式求解控制系统的传递函数。
基本要求:利用复阻抗的概念建立无源网络的结构图;掌握控制系统结构图的绘制方法及等效变换方法;掌握闭环系统各种传递函数的定义;用等效变换方法或梅森公式求系统结构图或信号流图的各种传递函数。
第三章线性控制系统的运动分析知识点:控制系统时域动态性能指标的定义与计算;一阶二阶系统的动态性能分析与计算;高阶系统的性能估算;误差定义与稳态误差的计算;系统稳定性的定义与判据。
基本要求:掌握线性定常系统运动的稳定性判据;一阶二阶控制系统的响应及动态性能指标计算;主导极点与偶极子的概念及其应用;闭环零极点分布与系统特性之间的关系;静态误差系数、系统型别、跟踪稳态误差的定义及计算;扰动引起的误差的定义与计算方法。
第四章根轨迹法知识点:根轨迹的概念;根轨迹的模值条件与相角条件,根轨迹的绘制法则,广义根轨迹,系统性能分析,根轨迹校正的基本原则。
基本要求:掌握根轨迹(180度根轨迹、0度根轨迹、根轨迹簇、参数根轨迹)绘制方法;理解模值条件和相角条件;由根轨迹分析系统稳定性;分析参数变化对系统运动模态的影响;利用根轨迹分析零、极点分布与阶跃响应性能的关系。
第五章频率响应分析法知识点:线性定常系统的频率响应;典型环节的频率特性;系统开环频率特性曲线绘制;Nyquist稳定判据和对数频率稳定判据;稳定裕度及计算;闭环系统的频域性能指标。
第一章习题参考答案B1.1分析比较开环控制系统,闭环控制系统的优缺点及其应用场合,并指出下列系统中哪些属于开环控制系统,哪些属于闭环控制系统?①家用空调机-------------------------------------------闭环②家用洗衣机-------------------------------------------开环③抽水马桶----------------------------------------------闭环④电饭煲-------------------------------------------------闭环⑤高楼水箱----------------------------------------------闭环⑥调光台灯----------------------------------------------开环⑦自动报时电子钟-------------------------------------开环⑧普通车床----------------------------------------------开环⑨母子钟系统-------------------------------------------开环B1.2 图B1.2为热水电加热器示意图,它向用户提供热水并向水箱补充冷水。
为了保持热水的期望温度,由温控开关接通或断开电加热器的电源。
试说明系统的工作原理并绘制其方块图。
期望温度实际温度温控开关电加热器水箱-测温元件B1.7 下列各式是描述系统的微分方程,其中y(t)为输出量,u(t)为输入量。
试判断各系统属于何种类型(线性系统或非线性系统,定常系统或时变系统),并说明其理由。
统。
(6)为非线性定常系。
(7)为线性时变系统(4)(5)(2)常系统。
(1)(3)为线性定线性增量系统。